Thép Carbon Là Gì ?

Hãy cùng Alumax tìm hiểu về thép carbon là gì ? những loại thép carbon trên thị trường hiện nay, ứng dụng của thép carbon. Trong ngành công nghiệp cơ khí, xây dựng hay làm đồ dùng thì vật liệu chủ yếu được sử dụng phổ biến nhất trong các lĩnh vực này chính là vật liệu sắt thép. Thép thì được phân thành nhiều loại, nhiều cấp bậc khác nhau và được thường được phân loại như theo thành phần hoá học, theo phương pháp luyện thép, phương pháp để lắng thép…

Và loại thép thông dụng nhất hiện nay đó chính là thép cacbon. Thép cacbon lại được phân thành nhiều nhóm với những công dụng tính năng khác nhau. Hãy cùng Alumax tìm hiểu nhé !

Thép Carbon Là Gì ?

1. Thép Carbon Là Gì ?

Thép Carbon là loại hợp kinh có 2 thành phần chính là Sắt (FE) và Carbon (C). Ngoài ra trong thành phần thép có chứa các nguyên tố khác nhưng không đáng kể. Đó là thành phần phụ trợ trong thép bao gồm: Mangan (≈ 1,65%), silic (≈ 0,6%) và đồng (≈ 0,6%). Trong thép cacbon lượng các bon càng thấp thì độ dẻo của thép càng cao. Ngược lại lượng cacbon trong thép cang cao làm tăng thêm độ bền và cừng độ chịu lực của thép, tuy nhiên giảm độ dẻo và tính hàn. Lượng cacbon tăng đồng thời cũng giảm nhiệt độ nóng chảy của thép. Nói tóm lại lượng cacbon trong thép tăng tỉ lệ thuận với độ bền và cường độ chịu lực. Nhưng tỉ lệ nghịch với độ dẻo, tính hàn và nhiệt độ nóng chảy.

Carbon là thành phần chính nên các tính chất và công dụng của thép phụ thuộc vào tỉ lệ cacbon có trong thép. Lượng cacbon có trong thép theo tỉ lệ càng thấp thì độ dẻo dai của thép càng cao. Còn nếu tăng lượng cacbon lên thì độ cứng, độ bền của thép cacbon lại nhiều hơn. Tuy nhiên khi hàm lượng cacbon cao cũng làm giảm nhiệt độ nóng chảy và giảm tính dễ uốn của thép cacbon.

1.1. Phân Loại Thép Carbon

Phân Loại Thép Carbon

Thép cacbon thấp: %C dưới 0.25%, có đặc tính dẻo, dai nhưng độ bền và độ cứng thấp. Tên gọi khác của loại này là thép nhẹ. Thép cacbon thấp thường không được xử lý nhiệt trước khi sử dụng, mà được cán thành thép góc, thép kênh, ống thép, thép tấm…

Một số loại thép cacbon thấp bao gồm:

  • Theo tiêu chuẩn Mỹ ASTM: A36, SAE AISI 1008/1012/1015/1018/1022…
  • Theo tiêu chuẩn châu Âu EN: S185, S235, S275, S355…
  • Theo tiêu chuẩn Trung Quốc GB: Q195, Q215, Q235, Q275…
  • Theo tiêu chuẩn Nhật Bản JIS: SS400…

Thép cacbon trung bình: %C từ 0.25% (hoặc 0.29%) – 0.6%. Loại thép này có hiệu suất gia công nhiệt và cắt tốt, nhưng hiệu suất hàn kém. Độ bền và độ cứng cao hơn thép cacbon thấp nhưng độ dẻo và độ cứng lại thấp hơn. Người ta có thể sử dụng trực tiếp hoặc xử lý nhiệt trước khi dùng thép. Thép cacbon trung bình sau khi tôi luyện có tính chất cơ học toàn diện tốt.

Thép cacbon trung bình điển hình bao gồm:

  • Theo tiêu chuẩn Mỹ ASTM: SAE AISI 1030, 1034, 1035, 1038…
  • Theo tiêu chuẩn châu Âu EN: C35, C40, C45, C55, C60…
  • Theo tiêu chuẩn Trung Quốc GB: 35#, 40#, 45#, 50#…

Thép cacbon cao: %C từ 0.6% – 1.7% (tối đa 2%). Thép có độ bền và độ cứng cao. Nhưng so với thép cacbon thấp và thép cacbon trung bình, khả năng hàn và biến dạng dẻo nguội của nó là kém nhất.

Thép cacbon cao điển hình bao gồm:

  • Theo tiêu chuẩn Mỹ ASTM: SAE AISI 1059, 1060, 1065, 1070, 1075…
  • Theo tiêu chuẩn châu Âu EN: C62D, C66D, C68D, C70D, C72D, C80D…
  • Theo tiêu chuẩn Trung Quốc GB: 65#, 65Mn, 70#, 70Mn…

Ở một số nơi, người ta lại phân thành 4 loại thép cacbon:

Thép cacbon thấp: %C ≤ 0,25%.

Thép cacbon trung bình: %C từ 0.3% – 0.5%.

Thép cacbon tương đối cao: %C từ 0.55% – 0.65%.

Thép cacbon cao: %C ≥ 0,7%.

1.2. Phân Loại Theo Tính Ứng Dụng

Trong lĩnh vực đúc và gia công cơ khí, hình thức phân loại này là phổ biến và có ý nghĩa nhất. Cách phân loại này giúp người thợ biết cách sử dụng thép một cách hợp lý khi cần chế tạo sản phẩm từ thép.

Phân Loại Theo Tính Ứng Dụng

Thép cacbon thường (Thép cacbon thông dụng): được chia thành 3 nhóm A, B, C. Nhóm A được đánh giá bằng các tiêu chí cơ tính: độ bền, độ dẻo, độ cứng… Nhóm B dựa trên thành phần hóa học. Nhóm C đặc trưng bằng cả 2 tiêu chí cơ tính và thành phần hóa học.

  • Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN: Ký hiệu 2 chữ CT, số sau CT chỉ giới hạn bền tối thiểu. Ví dụ CT38. Với nhóm B, C được quy ước thêm vào đằng trước chữ CT chữ cái B hay C để phân biệt. Ví dụ như BCT31, CCT31.
  • Theo tiêu chuẩn Nga: Ký hiệu là CTx, trong đó x là số từ 0 đến 6 chỉ cấp độ bền.
  • Theo tiêu chuẩn Mỹ ASTM: Ký hiệu theo các số 42, 50, 60, 65…
  • Theo tiêu chuẩn JIS: Ký hiệu SSxxx, SMxxx hay xxx. Ví dụ SS400…

Thép cacbon kết cấu: có chất lượng cao hơn nhóm thép phía trên do hàm lượng cacbon chính xác và chỉ tiêu cơ tính rõ ràng.

  • Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN: ký hiệu thép cacbon kết cấu là chữ C, sau chữ C là chỉ số chỉ hàm lượng cacbon trong thép theo phần vạn. Ví dụ như C45 có 0.45%C.
  • Theo tiêu chuẩn Nga: Ký hiệu xx. Trong đó xx là chỉ số phần vạn C. Ví dụ mác thép 40 có 0.4%C.
  • Theo tiêu chuẩn Mỹ (AISI, SAE): Ký hiệu 10xx. Trong đó xx là chỉ số phần vạn C. Ví dụ mác thép 1045 có 0.45%C.
  • Theo tiêu chuẩn Nhật (JIS): Ký hiệu SxxC. Trong đó xx là chỉ số phần vạn C. Ví dụ S45C có 0.45%C.

Thép cacbon dụng cụ: loại thép có hàm lượng cacbon cao (0.7% – 1.45), hàm lượng tạp chất S và P thấp (< 0.025%). Thép tuy có độ cứng cao khi nhiệt luyện nhưng khả năng chịu nhiệt thấp.

  • Theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN): Ký hiệu là chữ CD, sau chữ CD là chỉ số hàm lượng cacbon của thép theo phần vạn. Ví dụ CD70, CD80…
  • Theo tiêu chuẩn Nga: Ký hiệu Yxx. Trong đó xx là chỉ số phần nghìn C. Ví dụ mác thép Y12 có 1,2%C.
  • Theo tiêu chuẩn Mỹ (AISI): Ký hiệu Wxxx. Trong đó xxx là số thứ tự. Ví dụ W110.
  • Theo tiêu chuẩn Nhật (JIS): Ký hiệu SKx. Trong đó x là số thứ tự từ 1 đến 7.

2. Ứng Dụng Của Thép Carbon

Ứng Dụng Của Thép Carbon

Như đã nêu phía trên, có nhiều cách phân loại thép cacbon. Theo đó từng loại thép có ứng dụng trong thực tế khác nhau.

Ví dụ thép cacbon thấp chất lượng cao được cán thành tấm mỏng để chế tạo nắp động cơ, các bộ phận cơ khí có yêu cầu độ bền thấp, cấu kiện xây dựng khác nhau, thùng chứa, thân lò…

Thép cacbon trung bình chủ yếu dùng để sản xuất các bộ phận chuyển động yêu cầu độ bền cao như piston bơm, cánh quạt tua bin hơi nước, bánh răng, trục khuỷu, trục quay máy công cụ, trục lăn,…

Thép cacbon cao với đặc tính dễ sinh ra vết nứt nên được dùng chế tạo các bộ phận có tiết diện nhỏ. Loại thép này chủ yếu sử dụng trong sản xuất lò xo, các bộ phận mài mòn hay dụng cụ cần độ cứng cao.

3. Cách Phân Biệt Thép Carbon Với Thép Không Gỉ

Cách Phân Biệt Thép Carbon

Điểm khác biệt lớn nhất của hai loại thép này là khả năng chống gỉ, như chính tên gọi của nó, inox có khả năng chống gỉ sét tốt hơn thép carbon. Đặc điểm chung của cả hai loại thép này đều chứa sắt. Cả hai đều bị oxi hóa khi để ở môi trường bên ngoài, khả năng bị oxi hóa tùy thuộc vào thành phần hóa học trong mỗi hợp kim. Tuy nhiên, Crom và các thành phần kim loại khác chứa trong inox giúp nó có khả năng chống lại gỉ zét tốt hơn thép cacbon.

Thép cacbon không chứa hoặc chứa ít thành phần kim loại chống oxi hóa nên khả năng chống gỉ kém hơn.

Tính chất vật lý, hóa học

Phân biệt tính chất cơ học của hai loại thép này tương đối phức tạp, bởi mỗi loại thép thường có nhiều mác thép, mỗi mác thép lại có nhiều tính chất vật lý, hóa học khác nhau. Hầu hết các mác innox thường dễ kéo và dễ uốn dẻo hơn các mác thép cacbon, do inox chứa hàm lượng Niken cao hơn, Niken giúp tăng độ dẻo, dễ uốn. Tuy nhiên, thép ko gỉ cũng có một vài mác thép giòn như thép Martensitic. Thép cacbon được sản xuất với hàm lượng cacbon thấp thì tính bền dẻo tương tự như một số loại mác thép không rỉ.

Tính thẩm mỹ

Nếu như công trình, dự án yêu cầu cao về tính thẩm mỹ, thì thép chống gỉ là một sự lựa chọn chính xác. Thép cacbon cũng có thể làm bóng sáng bề mặt bằng việc mạ kẽm hoặc sơn lên bề mặt, tuy nhiên, trải qua thời gian dài hoặc bị trầy xước sẽ khiến cho bề mặt thép bị đen, xấu và gỉ sét ở những vị trí bị trầy xước. Còn thép inox khi bị trầy xước, tại vùng trầy xước vẫn giữ được độ sáng bóng như ban đầu.

Chi phí giá thành

Chi phí giá thành giữa thép kho gỉ (inox) và thép cacbon chênh lệch rõ ràng. Mặc dù mỗi mác thép đều có mức giá khác nhau, nhưng giá của inox luôn luôn cao hơn thép cacbon. Bởi hầu hết các thành phần chống gỉ như Crom, Niken, Mangan, và các thành phần khác đều có mặt trong thép ko gỉ. Những kim loại đó đã đẩy phí của thép ko gỉ cao hơn so với thép cacbon.

Xem thêm >> Inox Mờ Là Gì ?

5/5 - (16 bình chọn)
0/5 (0 Reviews)

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *